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1、工学微型计算机原理与接口技术_李长青_李泉溪_PPT课件_第七章 制作人：制作者PPT时间：2024年X月目录第第1 1章章 课程介绍课程介绍第第2 2章章 微处理器基础微处理器基础第第3 3章章 存储器系统存储器系统第第4 4章章 输入输出系统输入输出系统第第5 5章章 中断系统中断系统第第6 6章章 接口技术接口技术第第7 7章章 课程总结课程总结 0101第一章 课程介绍 课程背景及意义微型计算机原理与接口技术是计算机专业的一门重要课程，通过学习可以深入理解计算机工作原理以及与外设的接口技术，为计算机专业学生提供了实用的知识基础。本课程的目标是帮助学生掌握微型计算机的组成结构和工作原理，
2、并能够独立设计和实现简单的计算机系统。课程目标掌握微型计算机的组成结构和工作原理了解计算机接口技术的实现方法独立设计和实现简单的计算机系统 介绍微型计算机的基本结构0103探讨输入输出系统和中断系统02讲解指令系统和存储器系统帮助学生深入理解帮助学生深入理解课程内容课程内容实践操作能力实践操作能力 授课方式理论与实践相结合理论与实践相结合课堂讲解课堂讲解实验操作实验操作微型计算机原理微型计算机原理与接口技术与接口技术本课程将全面介绍微型计本课程将全面介绍微型计算机的运行机制，帮助学算机的运行机制，帮助学生深入理解计算机系统的生深入理解计算机系统的工作原理和接口技术实现工作原理和接口技术实现方法
3、。通过理论与实践相方法。通过理论与实践相结合的授课方式，学生将结合的授课方式，学生将获得丰富的知识体验并提获得丰富的知识体验并提升实际操作能力。升实际操作能力。0202第二章 微处理器基础 微处理器概述微处理器概述微处理器是计算机的核心微处理器是计算机的核心部件，负责执行指令、控部件，负责执行指令、控制数据传输等功能。在计制数据传输等功能。在计算机系统中起着至关重要算机系统中起着至关重要的作用。本章将介绍微处的作用。本章将介绍微处理器的工作原理、内部结理器的工作原理、内部结构和性能指标。构和性能指标。微处理器的发展历程代表产品：Intel80808位微处理器时代代表产品：Intel808616
4、位微处理器时代代表产品：IntelPentium32位微处理器时代代表产品：IntelCorei764位微处理器时代控制器控制器指令译码和控制信号生成指令译码和控制信号生成寄存器组寄存器组存储操作数和中间结果存储操作数和中间结果时钟电路时钟电路控制微处理器的工作频率控制微处理器的工作频率微处理器的内部结构运算器运算器负责执行算术运算和逻辑运算负责执行算术运算和逻辑运算影响微处理器运行速度时钟频率0103减少数据读取时间缓存设计02提高指令执行效率流水线技术总结微处理器是计算机的核心部件，其性能指标直接影响计算机的运行速度和效率。了解微处理器的内部结构和工作原理，有助于我们更好地理解计算机系统的
5、运行机制。0303第三章 存储器系统 存储器分类及特点存储器是计算机系统中重要的组成部分，包括主存储器、辅助存储器等。本章将介绍存储器的分类及各种存储器的特点，帮助理解存储器在计算机系统中的重要性和作用。用于临时存储数据和指令，是CPU直接访问的存储设备。主存储器0103用于长期存储大量数据和程序，如硬盘、光盘等。辅助存储器02用于临时存储CPU频繁访问的数据，提高数据访问速度。高速缓存存储器技术的发存储器技术的发展趋势展趋势随着计算机应用的不断扩随着计算机应用的不断扩大和发展，存储器技术也大和发展，存储器技术也在不断创新。本节将介绍在不断创新。本节将介绍存储器技术的发展趋势及存储器技术的发展
6、趋势及未来的发展方向，帮助了未来的发展方向，帮助了解存储器技术的发展动向。解存储器技术的发展动向。存储器系统的访问方式按照顺序逐个访问存储单元，适用于串行数据存取。顺序访问根据地址直接访问存储单元，适用于任意存储位置的读写操作。随机访问通过地址直接访问存储单元，无需按顺序访问，适用于大容量数据的检索。直接访问随机访问随机访问直接访问存储单元直接访问存储单元适用于随机读写操作适用于随机读写操作直接访问直接访问通过地址直接访问存储单元通过地址直接访问存储单元适用于大容量数据的检索适用于大容量数据的检索 存储器系统的不同访问方式顺序访问顺序访问逐个访问存储单元逐个访问存储单元适用于数据顺序读写适用于
7、数据顺序读写 0404第4章 输入输出系统 输入输出系统概输入输出系统概述述输入输出系统是计算机与输入输出系统是计算机与外部设备进行信息交换的外部设备进行信息交换的重要桥梁，通过输入输出重要桥梁，通过输入输出系统，计算机可以与外部系统，计算机可以与外部设备进行数据传输和交互。设备进行数据传输和交互。本章将介绍输入输出系统本章将介绍输入输出系统的基本概念和作用，帮助的基本概念和作用，帮助读者更好地理解计算机系读者更好地理解计算机系统的工作原理。统的工作原理。输入输出设备的分类用于显示计算机处理结果显示器用于将计算机数据打印输出打印机用于存储和读取数据硬盘用于输入数据和命令键盘输入输出接口的设计同
8、时传输多位数据并行接口逐位传输数据串行接口通用串行总线接口USB接口用于网络连接网口提高数据传输效率数据传输速度优化0103减少数据传输延迟缓冲区设计02及时响应外部设备请求中断处理优化中断处理中断处理硬中断硬中断软中断软中断多级中断多级中断单级中断单级中断缓冲区设计缓冲区设计循环缓冲循环缓冲环形缓冲环形缓冲前向缓冲前向缓冲后向缓冲后向缓冲DMADMA技术技术DMA1DMA0DMA1DMA0内存内存DMAI/ODMADMAI/ODMA输入输出系统性能参数比较数据传输速度数据传输速度并行接口并行接口串行接口串行接口USBUSB接口接口并行接口并行接口总结输入输出系统是计算机的重要组成部分，通过合
9、理设计和优化输入输出系统，可以提高计算机的整体性能和效率。了解输入输出设备的分类和接口设计原理，对于计算机工程师和用户都具有重要意义，能够更好地使用计算机和外部设备。0505第五章 中断系统 中断系统概述中断系统概述中断是计算机处理外部事中断是计算机处理外部事件的重要机制，通过中断件的重要机制，通过中断可以暂时提前处理某些紧可以暂时提前处理某些紧急事件，避免延迟影响计急事件，避免延迟影响计算机的正常运行。本章将算机的正常运行。本章将详细介绍中断系统的基本详细介绍中断系统的基本概念、作用以及不同种类概念、作用以及不同种类中断的分类和优先级，帮中断的分类和优先级，帮助大家更好地理解中断的助大家更好
10、地理解中断的重要性。重要性。中断的处理流程外部事件发生需要处理中断请求CPU响应中断请求中断响应处理中断并返回原程序中断处理中断处理中断处理中断服务程序的调用中断服务程序的调用中断屏蔽和解除屏蔽中断屏蔽和解除屏蔽中断响应中断响应中断请求信号的处理中断请求信号的处理向向CPUCPU发送中断向量发送中断向量中断处理器中断处理器指定中断处理程序的入口指定中断处理程序的入口处理中断事件处理中断事件中断控制器的设计优先级管理优先级管理确定中断优先级顺序确定中断优先级顺序保证重要中断先处理保证重要中断先处理中断处理程序的调用操作系统0103程序响应外部事件应用软件02设备驱动的中断处理驱动程序总结通过本章
11、的学习，我们深入了解了中断系统在计算机中的重要作用，掌握了中断的基本概念、处理流程以及中断控制器的设计原理。同时，我们也了解了中断系统在操作系统、驱动程序等方面的广泛应用，为我们进一步学习和应用中断系统打下了坚实基础。0606第6章 接口技术 接口技术概述接口技术概述接口技术是计算机与外部接口技术是计算机与外部设备进行通信的重要桥梁，设备进行通信的重要桥梁，通过接口技术，计算机能通过接口技术，计算机能够与各种外设进行数据交够与各种外设进行数据交换和控制。本章将深入介换和控制。本章将深入介绍接口技术的基本概念，绍接口技术的基本概念，作用以及接口标准化的重作用以及接口标准化的重要性。要性。并行接口
12、技术数据同时传输原理传输速度快特点打印机连接应用场景串行接口技术数据按顺序传输原理数据传输稳定特点网络设备连接应用场景USBUSB接口技术接口技术USBUSB接口技术是一种通用接口技术是一种通用的外设连接标准，它已经的外设连接标准，它已经成为现代计算机的标配接成为现代计算机的标配接口。口。USBUSB接口技术具有简接口技术具有简单易用、高速稳定等特点，单易用、高速稳定等特点，广泛应用于各种设备连接广泛应用于各种设备连接领域。本节将详细介绍领域。本节将详细介绍USBUSB接口技术的原理、特接口技术的原理、特点和应用场景，以及点和应用场景，以及USBUSB标准的演进和实际应用例标准的演进和实际应用
13、例子。子。快速数据传输外接硬盘0103实时数据传输摄像头02插拔方便键盘鼠标传输速度传输速度快快稳定稳定高速高速应用范围应用范围局限局限广泛广泛通用通用标准化标准化发展不稳定发展不稳定成熟成熟演进中演进中接口技术对比类型类型并行接口并行接口串行接口串行接口USBUSB接口接口接口技术未来发展随着技术的不断发展，接口技术也在不断创新和改进。未来的接口技术将更加智能化、高速化，更好地满足各种设备之间的连接需求，从而推动计算机技术的发展。0707第7章 课程总结 总结回顾掌握原理与接口技术深入了解微型计算机了解工作原理掌握计算机系统结构应用实践培养系统设计能力技术支持提升计算机应用能力应用展望计算机领域发挥重要作用应用拓展性能提升实际操作能力获得专业知识010302学习工作基础培养解决问题能力选择机会选择机会职业发展职业发展学习提升学习提升 求职方向重要性重要性计算机专业计算机专业技术支持技术支持技术未来技术未来微型计算机原理与接口技微型计算机原理与接口技术将持续推动计算机领域术将持续推动计算机领域的发展，为工程师提供更的发展，为工程师提供更多的创新空间和可能性。多的创新空间和可能性。知识回顾工作原理系统结构应用实践设计能力性能提升技术支持学习基础问题解决 谢谢观看！下次再见